KR20110036449A - System and method for controlling air fuel ratio of each cylinder for engine - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system and a method for controlling the air-fuel ratio of each cylinder for an engine are provided to lead the air-fuel ratio of each cylinder to be close to the air-fuel ratio for complete combustion. CONSTITUTION: A system for controlling the air-fuel ratio of each cylinder for an engine comprises an operation information detection unit, a control unit(200), a memory unit(300), and an injector(400). The operation information detection unit detects the operation information of a vehicle. The control unit controls the concentration of the air-fuel ratio of each cylinder to be gradually increased and forcefully control the flow rate of the injector. The memory unit stores a differential value between the air-fuel ratios of the cylinders. The injector injects fuel to the corresponding cylinders.

Description

엔진의 기통별 공연비 제어장치 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AIR FUEL RATIO OF EACH CYLINDER FOR ENGINE} Engine-by-cylinder control system and method {SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AIR FUEL RATIO OF EACH CYLINDER FOR ENGINE}

본 발명은 엔진의 공연비 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산소센서를 이용하여 각 기통별 공연비 분배성의 차이를 분석 및 학습하고, 학습값을 적용한 각 기통별 인젝터 유량의 강제 조절로 기통별 공연비 분배성의 차이를 최소화시켜 촉매의 정화성능을 향상시키도록 하는 엔진의 기통별 공연비 제어장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an engine, and more specifically, to analyze and learn the difference in air-fuel ratio distribution for each cylinder by using an oxygen sensor, and to adjust the air-fuel ratio for each cylinder by forcibly adjusting the injector flow rate for each cylinder using a learning value. The present invention relates to an engine-specific air-fuel ratio control apparatus and method for minimizing the difference in distribution to improve the purification performance of the catalyst.

통상적으로, 엔진을 개발하는 과정에서 강화되는 배기가스 규제에 대응하기 위하여 촉매장치의 성능을 최대한으로 유지하여야 하며, 촉매장치의 성능이 최대로 발휘되는 공연비를 윈도우(Window)라고 한다.In general, in order to cope with the restriction on the exhaust gas regulations in the process of developing the engine, the performance of the catalytic apparatus should be maintained to the maximum, and the air-fuel ratio at which the performance of the catalytic apparatus is maximized is called a window.

그러나, 엔진을 구성하는 인젝터, 연료펌프, 흡기계 부품 등에 공차가 존재하고, 엔진의 노후화에 따라 공연비의 편차가 발생되므로 이를 보상하여 배기가스의 공연비 상태를 이론 공연비인 14.7 : 1의 수준으로 유지하여야 한다.However, there are tolerances on injectors, fuel pumps, intake components, etc. constituting the engine, and the variation in air-fuel ratio occurs as the engine ages, thereby compensating for this to maintain the air-fuel ratio of exhaust gas at the theoretical air-fuel ratio of 14.7: 1. shall.

이론 공연비의 제어를 위해 산소센서가 이용되고 있으며, 산소센서에서 읽은 이론 공연비의 조건은 각 기통의 평균치를 나타내고 있음으로 어느 기통에서 희 박(Lean)/농후(Rich)한 상태로 분배되는지를 알 수 없다.Oxygen sensor is used to control the theoretical air-fuel ratio, and the condition of the theoretical air-fuel ratio read from the oxygen sensor shows the average value of each cylinder, so it is known in which cylinder the lean / rich state is distributed. Can't.

실험을 통해 측정한 결과 이론 공연비에서 1개의 기통이 3% 희박측으로 벗어날 경우 NOx 에미션은 0.016에서 0.145로 증대됨이 확인되었다.Experimental results show that the NOx emission increases from 0.016 to 0.145 when one cylinder deviates to 3% lean side from the theoretical air-fuel ratio.

인젝터의 일반적인 유량편차인 3%에서도 이와 같은 현상이 발생할 수 있음으로 극악 조건에서는 NOx 에미션이 과도하게 배출되어 배기가스 규제에 대응하지 못하는 문제점을 발생시킨다.This phenomenon can occur even at 3%, which is a general flow deviation of the injector, so in extreme conditions, excessive emission of NOx emission causes a problem of failing to comply with exhaust gas regulations.

이와 같이 종래의 엔진에서는 산소센서의 정보에 따라 전 기통에 대해서는 이론 공연비의 제어가 가능하나, 인젝터의 편차나 흡기계의 분배 문제 등과 같이 기통별 공연비 분배성에 차이가 있는 경우에 대해서는 기통 개별적으로 공연비를 제어하지 못하여 배기가스 규제에 대응하지 못하는 문제점이 있다. As described above, in the conventional engine, the theoretical air-fuel ratio can be controlled for the entire cylinder according to the information of the oxygen sensor, but the air-fuel ratio is individually provided for the case where there is a difference in the air-fuel ratio distribution for each cylinder, such as an injector deviation or an intake machine distribution problem. There is a problem that can not control the exhaust gas regulation to control.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 산소센서를 이용하여 각 기통별로 공연비의 희박/농후 정도를 판단하고, 이에 따라 기통별 공연비 분배성의 차이를 분석 학습하며, 학습값을 적용하여 각 기통별 인젝터의 유량을 강제 조정함으로서 배기가스의 공연비 상태를 이론 공연비로 유도시켜 촉매의 정화성능을 향상시키도록 하는 것이다. The present invention was invented to solve the above problems, the purpose of which is to determine the degree of lean / rich air-fuel ratio for each cylinder by using an oxygen sensor, and accordingly analyze and learn the difference of air-fuel ratio distribution by cylinder, learning value By forcibly adjusting the flow rate of the injector for each cylinder to induce the air-fuel ratio state of the exhaust gas to the theoretical air-fuel ratio to improve the purification performance of the catalyst.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 엔진의 기통별 공연비 제어장치는, The air-fuel ratio control device for each cylinder of the engine according to a feature of the present invention for achieving the above object,

차량의 제반적인 운전정보를 검출하는 운전정보검출부; 기통별로 농도를 순차적으로 증대 제어하여 공연비의 희박/농후를 판단하여 기통별 공연비 분배성의 차이를 학습하고, 학습값으로 각 기통별 인젝터의 유량을 강제 조정하여 배기가스의 공연비를 이론 공연비로 유도시켜 촉매의 정화성능을 향상시키는 제어부; 상기 제어부에서 학습되는 각 기통별 공연비 차이의 학습값이 저장되는 메모리부; 상기 제어부의 제어에 따라 노즐의 개폐시간 및 개폐량이 조정되어 결정된 연료량을 대응되는 각각의 기통에 분사하는 인젝터를 포함한다.A driving information detection unit detecting general driving information of the vehicle; By sequentially increasing and controlling the concentration of each cylinder, the difference in air-fuel ratio distribution of each cylinder can be determined by judging the lean / rich of air-fuel ratios, and by adjusting the injector flow rate of each cylinder as a learning value, the air-fuel ratio of the exhaust gas is induced to the theoretical air-fuel ratio. A control unit for improving the purification performance of the catalyst; A memory unit for storing a learning value of an air-fuel ratio difference for each cylinder learned by the controller; And an injector for injecting the determined fuel amount into corresponding cylinders by adjusting the opening / closing time and the opening / closing amount of the nozzle under the control of the controller.

또한, 본 발명의 특징에 따른 엔진의 기통별 공연비 제어방법은,In addition, the air-fuel ratio control method for each cylinder of the engine according to a feature of the present invention,

시동 온 상태에서 검출되는 운전정보가 기통별 공연비 분배성 학습조건을 만족하는지 판단하는 과정; 학습조건을 만족하면 #1번 기통의 공연비 농도를 A% 증대 제어하고, 나머지 기통은 이론 공연비 제어를 실행하는 과정; 배기가스의 희박/농후를 분석하여 공연비의 변화가 검출되었는지 판정하는 과정; 배기가스의 공연비 변화가 검출되었으면 기통별 공연비 분배값을 학습 저장하고, #1번 기통을 이론 공연비로 제어하는 과정; 다음 순위의 기통(#2번 기통 ~ #N번 기통) 각각에 대하여 순차적으로 전술한 과정을 반복하여 전체 기통에 대한 공연비 분배성을 분석하고 학습하는 과정; 상기한 절차를 설정횟수 반복하고, 학습된 각 기통별 공연비 학습값를 적용하여 기통별 공연비 차이를 보정하는 과정을 포함한다.Determining whether the driving information detected in the start-on state satisfies the air-fuel ratio distribution learning condition for each cylinder; If the learning condition is satisfied, the air-fuel ratio concentration of cylinder # 1 is increased by A% and the remaining cylinders are subjected to theoretical air-fuel ratio control; Analyzing whether the change in air-fuel ratio is detected by analyzing the lean / rich of exhaust gas; If the air-fuel ratio change of the exhaust gas is detected, learning and storing the air-fuel ratio distribution value for each cylinder, and controlling the # 1 cylinder to the theoretical air-fuel ratio; A process of analyzing and learning air-fuel ratio distribution of all cylinders by repeating the above-described processes sequentially for each of the cylinders of the next rank (cylinders # 2 to #N); Repeating the above-described set number of times and correcting the difference in air-fuel ratio by cylinder by applying the learned air-fuel ratio learning value for each cylinder.

전술한 구성에 의하여 본 발명은 각 기통별 공연비 분배성의 편차를 최소화하여 이론 공연비에 근접하도록 유도함으로써, 배기 규제를 만족시키는 촉매 성능 을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.According to the above-described configuration, the present invention minimizes the variation in the air-fuel ratio distribution of each cylinder and induces it to approach the theoretical air-fuel ratio, thereby providing an effect of providing catalyst performance satisfying the exhaust regulation.

아래에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.The present invention can be embodied in various different forms, and thus the present invention is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 기통별 공연비 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing an air-fuel ratio control device for each cylinder of an engine according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 운전정보검출부(100), 제어부(200), 메모리부(300), 인젝터(400)를 포함한다.The present invention includes a driving information detection unit 100, the control unit 200, the memory unit 300, the injector 400.

운전정보검출부(100)는 차량의 다양한 위치에 설치되어 있는 각각의 센서로, 엔진이 시동 온을 유지하는 상태에서 제반적인 운전정보를 검출하여 제어부(200)에 제공한다.The driving information detection unit 100 is a sensor provided at various positions of the vehicle, and detects and provides general driving information to the control unit 200 while the engine is maintained on.

상기 운전정보검출부(100)는 가속페달의 작동에 연동하여 흡입 공기량을 조정하는 스로틀 밸브의 개도율을 검출하는 스로틀 검출부(101)와 변속기의 출력축 회전수로부터 주행 차속을 검출하는 차속검출부(102), 변속레버로 선택되는 변속단을 검출하는 변속단 검출부(103), 촉매의 전방에 설치되어 엔진에서 배출되는 배기가스 공연비의 희박/농후를 검출하는 제1산소센서(104), 촉매의 후방에 설치되어 촉매를 통해 정화된 배기가스 공연비의 희박/농후를 검출하는 제2산소센서(105)를 포함한다.The driving information detecting unit 100 detects the running vehicle speed from the output shaft rotational speed of the transmission and the throttle detector 101 detecting the opening degree of the throttle valve for adjusting the intake air amount in association with the operation of the accelerator pedal. A shift stage detection unit 103 for detecting a shift stage selected as a shift lever, a first oxygen sensor 104 installed at the front of the catalyst and detecting a lean / rich of exhaust gas air-fuel ratio discharged from the engine, at the rear of the catalyst It includes a second oxygen sensor 105 installed to detect the lean / rich of the exhaust gas air-fuel ratio purified through the catalyst.

제어부(200)는 아이들 상태에서 학습조건을 만족하면 #1번 기통의 공연비 농도를 설정량인 A%, 예를 들어 0.5% 증대 제어하여 #1번 기통의 인젝터를 통해 증대된 농도의 연료량을 분사하고, 제1,2산소센서(104)(105)의 신호를 분석하여 이론 공연비에서 어느 정도 벗어나는지를 분석하여 기통별 공연비 차이를 학습하며, 이러한 과정을 모든 기통에 대한 실행한다.If the learning condition is satisfied in the idle state, the controller 200 controls the air-fuel ratio concentration of cylinder # 1 to be increased by a set amount of A%, for example, 0.5%, to inject the fuel amount of increased concentration through the injector of cylinder # 1. And, by analyzing the signals of the first and second oxygen sensor 104, 105 to determine how far from the theoretical air-fuel ratio to learn the difference between the air-fuel ratio per cylinder, this process is performed for all cylinders.

상기 제어부(200)는 #1번 기통에 대하여 공연비의 농도를 A% 증대 제어를 실행하여 학습을 완료하면, 이론 공연비로 제어하고 다음 기통(#2기통 ~ #4기통)에 대하여 공연비 농도의 증대 제어를 순차적으로 실행하며, 이러한 과정을 반복하여 전체 기통에 대하여 기통별 공연비 차이를 학습한다.The control unit 200 controls the theoretical air-fuel ratio to increase the air-fuel ratio concentration for the next cylinder (# 2 cylinders to # 4 cylinders) when the learning is completed by performing the control of increasing the air-fuel ratio by A% for cylinder # 1. Control is executed sequentially, and this process is repeated to learn the difference in air-fuel ratio per cylinder for the entire cylinder.

상기의 학습은 에러율을 최소화하기 위하여 일정 횟수, 예를 들어 최소 3회 반복한다.This learning is repeated a certain number of times, for example at least three times, to minimize the error rate.

상기 제어부(200)는 상기와 같이 전체 기통에 대하여 공연비 농도를 A% 증대 제어하여 기통별 공연비 차이를 학습하는 과정에서 제1,2산소센서(104)(105)에서 검출되는 전압을 분석하여 배기가스 공연비에 변동이 발생되었는지 판정하며, 공연비 변동이 발생되었으면 기통별 공연비의 분배성이 정상적으로 이루어지고 있는 것으로 판정한다.The controller 200 analyzes the voltage detected by the first and second oxygen sensors 104 and 105 in the process of learning the difference in air-fuel ratio by cylinder by controlling the air-fuel ratio concentration by A% for the entire cylinder as described above. It is determined whether the fluctuation has occurred in the gas air-fuel ratio, and when the air-fuel ratio fluctuation occurs, it is determined that the distribution of the air-fuel ratio for each cylinder is normally performed.

그러나, 상기한 바와 같이 기통별 농도 증대 제어가 진행되었으나 배기가스의 공연비 변동이 발생하지 않은 상태이면 기통별 공연비의 분배성이 희박하게 진 행되는 것으로 판정하여 전술한 바와 같은 동일한 방법으로 B%, 예를 들어 0.1%씩 추가로 증대하는 정밀 제어를 반복하여 각 기통별 공연비의 차이를 정밀하게 학습하며, 학습값을 메모리부(300)에 저장하여 각 기통별 공연비 제어에 적용한다.However, if the concentration increase control by cylinder is in progress as described above, but the air-fuel ratio fluctuation of the exhaust gas does not occur, it is determined that the distribution of air-fuel ratio by cylinder is lean, and the B%, For example, by repeating the precision control that increases by 0.1% additionally to precisely learn the difference in the air-fuel ratio for each cylinder, the learning value is stored in the memory unit 300 and applied to the air-fuel ratio control for each cylinder.

또한, 상기 제어부(200)는 각 기통별 공연비 차이의 학습이 완료되면 이 값을 적용하여 인젝터의 유량을 강제로 저정함으로써, 촉매의 정화성능을 향상시켜 배기가스 규제를 만족하도록 한다.In addition, when the learning of the air-fuel ratio difference for each cylinder is completed, the control unit 200 applies this value to forcibly store the flow rate of the injector, thereby improving the purification performance of the catalyst to satisfy the exhaust gas regulation.

메모리부(300)는 상기 제어부(200)에서 학습되는 각 기통별 공연비 차이 제어를 위한 학습값이 저장되어 각 기통별 공연비 제어에 활용될 수 있도록 한다.The memory unit 300 stores a learning value for controlling the air-fuel ratio difference for each cylinder learned by the controller 200 so that the memory 300 can be used for controlling the air-fuel ratio for each cylinder.

인젝터(400)는 엔진의 기통에 대응되어 설치되며, 상기 제어부(200)의 제어에 따라 노즐의 개폐시간 및 개폐량이 조정되어 결정된 연료량을 대응되는 각각의 기통에 분사한다.The injector 400 is installed to correspond to the cylinder of the engine, and the opening / closing time and the opening / closing amount of the nozzle are adjusted according to the control of the controller 200 to inject the determined fuel amount into each corresponding cylinder.

전술한 바와 같은 기능이 포함되는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.The operation of the present invention including the function as described above is executed as follows.

본 발명이 적용되는 차량의 엔진이 시동 온을 유지하는 상태에서(S101) 제어부(200)는 차량의 다양한 위치에 설치되는 다수개의 센서로 구성되는 운전정보검출부(100)로부터 제반적인 운전정보를 검출하여(S102), 기통별 공연비 차이 학습조건을 만족하는지 판단한다(S103).In the state in which the engine of the vehicle to which the present invention is applied is maintained at startup (S101), the control unit 200 detects general driving information from the driving information detection unit 100 including a plurality of sensors installed at various positions of the vehicle. By (S102), it is determined whether the learning condition difference air-fuel ratio for each cylinder is satisfied (S103).

상기 운전정보검출부(100)로부터 검출하는 운전정보는 가속페달의 작동에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도율, 변속기 출력축의 회전수인 주행 차속, 변속레버로 선택되는 변속단, 촉매의 전방에 설치된 제1산소센서(104)의 전압, 촉매의 후방에 설치된 제2산소센서(105)의 전압 등을 포함한다.The driving information detected by the driving information detection unit 100 is a shift stage selected by an opening ratio of a throttle valve linked with the operation of the accelerator pedal, a traveling vehicle speed that is a rotational speed of the transmission output shaft, and a shift lever, and a front end of the catalyst. The voltage of the first oxygen sensor 104, the voltage of the second oxygen sensor 105 provided behind the catalyst, and the like.

또한, 상기 기통별 공연비 차이 학습조건은 엔진 시동 후 일정시간, 예를 들어 300초가 경과한 상태이고, 가속페달이 팁 아웃(Tip Out)되어 있는 상태로 스로틀 밸브가 닫혀 있는 상태이며, 차량이 정차중인 상태이고, 변속단이 P 혹은 N 레인지에 위치되어 엔진에 부하가 걸리지 않는 상태의 조건을 만족하는 경우이다.In addition, the air-fuel ratio difference learning conditions for each cylinder is a state in which a predetermined time, for example, 300 seconds have elapsed after starting the engine, the throttle valve is closed with the accelerator pedal tipped out, and the vehicle is stopped. It is in the state of being in a state and the gear stage is located in the P or N range and it satisfies the condition that a load is not applied to an engine.

상기 S103의 판단에서 기통별 공연비 차이 학습조건을 만족하면 아이들 상태의 이론 공연비 제어를 유지한다(S104).If the air fuel ratio difference learning condition for each cylinder is satisfied in the determination of S103, the theoretical air fuel ratio control of the idle state is maintained (S104).

이후, #1번 기통의 농도를 현재 제어되는 이론 공연비에서 A%, 예를 들어 0.5% 증대 제어하여 제1인젝터를 통해 #1번 기통에 분사한다(S105).Thereafter, the concentration of cylinder # 1 is controlled to increase by A%, for example, 0.5%, from the currently controlled theoretical air-fuel ratio and sprayed into cylinder # 1 through the first injector (S105).

이때, 나머지 기통들, 4기통 엔진인 경우 #2번 기통 내지 #4번 기통, 6기통 엔진인 경우 #2번 기통 내지 #6번 기통에 대해서는 정상적인 이론 공연비의 연료량 분사를 유지한다.At this time, the remaining cylinders, the four-cylinder engine in the cylinder # 2 to # 4 cylinder, the six-cylinder engine in the cylinder # 2 to # 6 cylinder maintains the normal theoretical air-fuel fuel injection.

상기 S105와 같이 #1번 기통의 농도를 A% 증대 제어하는 상태에서 촉매의 전방에 설치되는 제1산소센서(104)에서 출력되는 전압과 촉매의 후방에 설치되는 제2산소센서(105)에서 출력되는 전압을 검출하여(S106) 공연비의 변화가 발생되었는지 판단한다(S107).As shown in S105, the voltage output from the first oxygen sensor 104 installed in front of the catalyst and the second oxygen sensor 105 installed behind the catalyst in the state of increasing the concentration of cylinder # 1 by A%. The output voltage is detected (S106) to determine whether a change in the air-fuel ratio has occurred (S107).

예를 들어, 제1산소센서(104)에서 출력되는 전압이 이론 공연비의 전압인 0.45V 이상이고, 제2산소센서(105)에서 출력되는 전압이 이론 공연비의 전압인 0.1V 이상으로 검출되는 경우 공연비의 변화가 발생한 것으로 판정한다.For example, when the voltage output from the first oxygen sensor 104 is 0.45V or more, which is the voltage of the theoretical air-fuel ratio, and the voltage output from the second oxygen sensor 105 is detected to be 0.1V or more, which is the voltage of the theoretical air-fuel ratio. It is determined that a change in the air-fuel ratio has occurred.

상기 S107의 판단에서 공연비의 변화가 발생되지 않은 상태이면 기통별 공연비의 분배성이 희박하게 되어 있는 상태로 판정하고, #1번 기통의 농도를 B%씩, 예 를 들어 0.1% 증대 제어하여 점진적으로 공연비 편차를 줄여간다(S108).If the change of air-fuel ratio does not occur in the judgment of S107, it is determined that the distribution of air-fuel ratio for each cylinder is lean, and the concentration of cylinder # 1 is gradually increased by B%, for example, by 0.1%. By reducing the air-fuel ratio deviation (S108).

상기 S107의 판단에서 공연비의 변화가 발생되었으면 기통별 공연비의 분배성이 양호한 것으로 판정하고(S109), 각 기통별 공연비 학습값을 메모리부(300)에 저장한다(S110).If a change in air-fuel ratio occurs in the determination of S107, it is determined that the distribution of air-fuel ratio by cylinder is good (S109), and the air-fuel ratio learning value for each cylinder is stored in the memory unit 300 (S110).

상기와 같이 #1번 기통에 대한 농도 증대 제어를 통해 공연비 분배성이 양호한 상태로 판정되면 #1번 기통을 이론 공연비의 분사 제어로 환원하고(S111), 다음 기통들에 대하여 순차적으로 상기한 절차를 진행하여 각 기통별 공연비 분배성 분석을 실행한다(S112).When the air-fuel ratio distribution is determined to be in a good state through the concentration increase control for the # 1 cylinder as described above, the # 1 cylinder is reduced to the injection control of the theoretical air-fuel ratio (S111), and the procedure described above is sequentially performed for the following cylinders. Proceed to perform the air-fuel ratio distribution analysis for each cylinder (S112).

예를 들어, #1번 기통에 대한 농도 증대 제어를 통해 공연비 분배성 분석을 실행한 다음 #1번 기통을 이론 공연비의 분사 제어로 환원하고, #2번 기통을 농도 증대 제어하여 공연비 분배성 분석을 실행하여, 이러한 과정을 반복하여 전체 기통(#1번 기통 → #2번 기통 → # 3번 기통 → #4번 기통)에 대하여 공연비 분배성 분석을 실행한다(S113).For example, the air-fuel ratio distribution analysis is performed through the concentration increase control for the cylinder # 1, and then the cylinder # 1 is reduced to the injection control of the theoretical air-fuel ratio, and the air cylinder ratio # 2 is controlled by the concentration increase control. By repeating this process, the air-fuel ratio distribution distribution analysis is performed for the entire cylinder (cylinder # 1 → cylinder # 2 → cylinder # 3 → cylinder # 4) (S113).

상기한 절차를 통해 전체 기통별 공연비 분배성 분석이 실행되면 실행횟수가 에러율을 최소화하기 위해 설정한 설정 횟수, 예를 들어 3회 반복되었는지 판단한다(S114).When the air-fuel ratio distribution analysis for each cylinder is performed through the above procedure, it is determined whether the number of executions is repeated, for example, three times set in order to minimize the error rate (S114).

상기 S114의 판단에서 설정횟수 반복되지 않았으면 상기 S105의 과정으로 리턴하여 전술한 절차를 반복하여 기통별 공연비 분배성 분석을 실행한다.If the set number of times is not repeated in the determination of S114, the process returns to the process of S105, and the above-described procedure is repeated to execute the air-fuel ratio distribution analysis for each cylinder.

그러나, S114의 판단에서 설정횟수 반복되었으면 분석된 기통별 공연비 학습값을 메모리부(300)에 저장하고, 이를 적용하여 각 인젝터의 유량을 조정하여 각 기통별 공연비의 차이를 보정함으로써 배기규제를 만족시키는 촉매의 성능을 확보하여 준다(S115).However, if the set number of times is repeated in the judgment of S114, the analyzed air-fuel ratio learning value for each cylinder is stored in the memory unit 300, and this is applied to adjust the flow rate of each injector to correct the difference in air-fuel ratio for each cylinder to satisfy the exhaust regulation. It ensures the performance of the catalyst to be made (S115).

상기한 방법을 적용하여 각 기통별 공연비 분배성을 분석하여 차이를 보정한 실험결과 하기의 표 1과 같이 촉매의 성능, 즉 NOx 에미션이 현저하게 개선됨이 확인되었다.Experimental results of correcting the difference by analyzing the air-fuel ratio distribution of each cylinder by applying the above method, it was confirmed that the performance of the catalyst, that is, NOx emission is significantly improved as shown in Table 1 below.

Figure 112009060742147-PAT00001
Figure 112009060742147-PAT00001

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It is included in the scope of rights.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 기통별 공연비 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing an air-fuel ratio control device for each cylinder of an engine according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 기통별 공연비 제어절차를 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an air-fuel ratio control procedure for each cylinder of an engine according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (11)

차량의 제반적인 운전정보를 검출하는 운전정보검출부;A driving information detection unit detecting general driving information of the vehicle; 기통별로 농도를 순차적으로 증대 제어하여 공연비의 희박/농후를 판단하여 기통별 공연비 분배성의 차이를 학습하고, 학습값으로 각 기통별 인젝터의 유량을 강제 조정하여 배기가스의 공연비를 이론 공연비로 유도시켜 촉매의 정화성능을 향상시키는 제어부;By sequentially increasing and controlling the concentration of each cylinder, the difference in air-fuel ratio distribution of each cylinder can be determined by judging the lean / rich of air-fuel ratios, and by adjusting the injector flow rate of each cylinder as a learning value, the air-fuel ratio of the exhaust gas is induced to the theoretical air-fuel ratio. A control unit for improving the purification performance of the catalyst; 상기 제어부에서 학습되는 각 기통별 공연비 차이의 학습값이 저장되는 메모리부;A memory unit for storing a learning value of an air-fuel ratio difference for each cylinder learned by the controller; 상기 제어부의 제어에 따라 노즐의 개폐시간 및 개폐량이 조정되어 결정된 연료량을 대응되는 각각의 기통에 분사하는 인젝터;An injector for injecting the determined fuel amount into corresponding cylinders by adjusting the opening / closing time and the opening / closing amount of the nozzle according to the control of the controller; 를 포함하는 엔진의 기통별 공연비 제어장치.Air-fuel ratio control device for each cylinder of the engine comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 운전정보검출부는,The driving information detection unit, 스로틀 밸브의 개도율을 검출하는 스로틀 검출부;A throttle detector for detecting an opening degree of a throttle valve; 주행 차속을 검출하는 차속검출부;A vehicle speed detector detecting a vehicle speed; 변속레버로 선택되는 변속단을 검출하는 변속단 검출부;A shift stage detecting unit detecting a shift stage selected as a shift lever; 촉매의 전방에 설치되어 엔진에서 배출되는 배기가스의 희박/농후에 대한 공연비를 검출하는 제1산소센서;A first oxygen sensor installed in front of the catalyst and detecting an air / fuel ratio with respect to lean / rich of exhaust gas discharged from the engine; 촉매의 후방에 설치되어 촉매를 통해 정화된 배기가스의 희박/농후에 대한 공연비를 검출하는 제2산소센서;A second oxygen sensor installed at the rear of the catalyst to detect an air-fuel ratio for lean / rich of exhaust gas purified through the catalyst; 를 포함하는 엔진의 기통별 공연비 제어장치.Air-fuel ratio control device for each cylinder of the engine comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제어부는 아이들 상태에서 #1번 기통부터 #N번 기통까지 순차적으로 공연비 농도를 증대 제어한 다음 제1,2산소센서의 희박/농후의 신호를 이용하여 이론 공연비에서 벗어나는 정도에 분석하고, 그에 따라 기통별 공연비 차이를 학습하는 것을 특징으로 하는 엔진의 기통별 공연비 제어장치.The controller sequentially controls the air-fuel ratio concentration from the # 1 cylinder to the #N cylinder in the idle state, and then analyzes the deviation from the theoretical air-fuel ratio by using the lean / rich signals of the first and second oxygen sensors. According to the engine air-fuel ratio control device, characterized in that for learning the difference between the air-fuel ratio per cylinder. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제어부는 어느 하나의 기통에 대하여 공연비의 농도를 증대 제어할 때 나머지 다른 기통에 대해서는 이론 공연비 제어를 유지하는 것을 특징으로 하는 엔진의 기통별 공연비 제어장치.And the control unit maintains the theoretical air-fuel ratio control for the other cylinders when increasing and controlling the concentration of the air-fuel ratio for one cylinder. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 기통별로 순차적인 공연비의 농도를 증대 제어하여 학습하는 과정에서 배기가스의 공연비 변동이 검출되면 기통별 공연비 분배성이 정상인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 엔진의 기통별 공연비 제어장치.And the control unit determines the air-fuel ratio distribution for each cylinder when the air-fuel ratio change of the exhaust gas is detected in the process of increasing and controlling the sequential air-fuel ratio concentration for each cylinder. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 기통별로 공연비 농도를 증대 제어하여 학습하는 과정에서 배기가스의 공연비 변동이 검출되지 않으면 기통별 공연비 분배성이 희박하게 진행되는 것으로 판정하고, 공연비 농도를 B%씩 추가 증대하는 정밀 제어로 각 기통별 공연비의 차이를 정밀 학습하는 것을 특징으로 하는 엔진의 기통별 공연비 제어장치.The control unit determines that the air-fuel ratio distribution per cylinder is sparse if the air-fuel ratio fluctuation of the exhaust gas is not detected in the process of increasing and controlling the air-fuel ratio concentration for each cylinder, and further increases the air-fuel ratio concentration by B%. The air-fuel ratio control device for each engine cylinder, characterized in that the precise learning of the difference in the air-fuel ratio for each cylinder. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 에러율을 감안하여 각 기통별 공연비 분배성의 학습을 설정 횟수 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 엔진의 기통별 공연비 제어장치.The controller is an engine air-fuel ratio control apparatus for the engine, characterized in that for repeating the learning of the air-fuel ratio distribution of each cylinder by a set number of times or more in consideration of the error rate. 시동 온 상태에서 검출되는 운전정보가 기통별 공연비 분배성 학습조건을 만족하는지 판단하는 과정;Determining whether the driving information detected in the start-on state satisfies the air-fuel ratio distribution learning condition for each cylinder; 학습조건을 만족하면 #1번 기통의 공연비 농도를 A% 증대 제어하고, 나머지 기통은 이론 공연비 제어를 실행하는 과정;If the learning condition is satisfied, the air-fuel ratio concentration of cylinder # 1 is increased by A% and the remaining cylinders are subjected to theoretical air-fuel ratio control; 배기가스의 희박/농후를 분석하여 공연비의 변화가 검출되었는지 판정하는 과정;Analyzing whether the change in air-fuel ratio is detected by analyzing the lean / rich of exhaust gas; 배기가스의 공연비 변화가 검출되었으면 기통별 공연비 분배값을 학습 저장하고, #1번 기통을 이론 공연비로 제어하는 과정;If the air-fuel ratio change of the exhaust gas is detected, learning and storing the air-fuel ratio distribution value for each cylinder, and controlling the # 1 cylinder to the theoretical air-fuel ratio; 다음 순위의 기통(#2번 기통 ~ #N번 기통) 각각에 대하여 순차적으로 전술한 과정을 반복하여 전체 기통에 대한 공연비 분배성을 분석하고 학습하는 과정;A process of analyzing and learning air-fuel ratio distribution of all cylinders by repeating the above-described processes sequentially for each of the cylinders of the next rank (cylinders # 2 to #N); 상기한 절차를 설정횟수 반복하고, 학습된 각 기통별 공연비 학습값를 적용하여 기통별 공연비 차이를 보정하는 과정;Repeating the above-described set number of times and correcting the difference in air-fuel ratio by cylinder by applying the learned air-fuel ratio learning value for each cylinder; 을 포함하는 엔진의 기통별 공연비 제어방법.Air-fuel ratio control method for each cylinder of the engine comprising a. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 배기가스의 희박/농후의 분석에서 공연비의 변화가 검출되지 않으면 공연비 농도를 설정된 B%씩 증대하는 정밀 제어를 통해 기통별 공연비 분배성을 학습하는 것을 특징으로 하는 엔진의 기통별 공연비 제어방법. If the change in air-fuel ratio is not detected in the lean / rich analysis of the exhaust gas, the air-fuel ratio control method for each cylinder characterized by learning the air-fuel ratio distribution per cylinder through precise control to increase the air-fuel concentration concentration by a set B%. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 기통별 공연비 분배성 학습조건은, 엔진 시동 후 일정시간이 경과한 상태이고, 스로틀 밸브가 닫혀 있는 상태이며, 차량이 정차중인 상태이고, 변속단이 P 혹은 N 레인지에 위치된 조건을 모두 만족하는 것을 설정되는 엔진의 기통별 공연비 제어방법. The air-fuel ratio distribution learning condition for each cylinder satisfies the condition that a predetermined time has elapsed since the engine is started, the throttle valve is closed, the vehicle is stopped, and the shift stage is located at the P or N range. The air-fuel ratio control method for each cylinder of the engine is set to. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 배기가스의 희박/농후를 분석은 제1,2산소센서의 신호를 이용하여 배기가스 공연비가 이론 공연비에서 벗어나는 정도에 분석하고, 그에 따라 기통별 공연비 차이를 학습하는 것을 특징으로 하는 엔진의 기통별 공연비 제어방법.The lean / rich analysis of the exhaust gas is performed by analyzing the exhaust gas air-fuel ratio from the theoretical air-fuel ratio by using the signals of the first and second oxygen sensors, and accordingly, learning the difference in the air-fuel ratio by cylinder. Air-fuel ratio control method.
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